TWI643693B - 雷射束退火設備及控制該設備之方法 - Google Patents

雷射束退火設備及控制該設備之方法 Download PDF

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TWI643693B TW102130771A TW102130771A TWI643693B TW I643693 B TWI643693 B TW I643693B TW 102130771 A TW102130771 A TW 102130771A TW 102130771 A TW102130771 A TW 102130771A TW I643693 B TWI643693 B TW I643693B
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金度燁
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Abstract

一種雷射束退火設備，包括一基材支撐物，經配置以支撐一基材，一矽層形成於該基材上；一雷射束照射器，經配置以照射一雷射束到該矽層上；一照相單元(photographic unit)，經配置以獲得關於該基材之至少一部分的數據；以及一位置調整器，經配置以基於該照相單元所得之該數據，調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。

Description

雷射束退火設備及控制該設備之方法
本發明之具體實施態樣係關於一種雷射束退火設備及控制該設備之方法。
一般而言，在有機發光顯示器或液晶顯示器的情況中，各個像素發射光與否或由各個像素所發射光的強烈程度係經由使用一薄膜電晶體而控制。薄膜電晶體包括一半導體層、一閘極電極、以及一源/汲電極。關於該半導體層，一般係使用由結晶非晶矽而形成的多晶矽。
在製造包括薄膜電晶體之薄膜電晶體基材或使用該基材之顯示器設備的過程中，非晶矽層可形成於一基材之整個表面上，經結晶成一多晶矽層，且該多晶矽層可經圖案化，使得留下該多晶矽層的一部分(薄膜電晶體係位於其上)，從而製造薄膜電晶體基材或包括該薄膜電晶體基材之顯示器設備。
然而，在如上述的一般過程中，欲結晶非晶矽層成為多晶矽，要使用高成本及/或很多時間，且其製程亦會複雜。
本發明之具體實施態樣之方面係針對一種雷射束退火設備，能夠準確地退火非晶矽之一部分(例如一預設部分)、以及控制該雷射束退火設備之方法。
根據本發明之一具體實施態樣，提供一種雷射退火設備，包括一基材支撐物，經配置以支撐一基材，一矽層形成於該基材上；一雷射束照射器，經配置以照射一雷射束到該矽層上；一照相單元，經配置以獲得關於該基材之至少一部分的數據；以及一位置調整器，經配置以基於該照相單元所獲得之該數據，調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
該基材之至少該部分可包含一邊界，位於該矽層之一其上經該雷射束照射器之雷射束所照射的區域與該矽層之一未經照射的區域之間；以及一標記物，位於該基材上。
該設備可更包括一控制器，經配置以獲得該照相單元所獲得之該數據，並轉移位置調整資訊至該位置調整器，其中該資訊係關於該標記物與該邊界之間的距離。
該控制器可經配置以經由使用亮度數據而獲得關於該標記物與該邊界之間的距離的資訊。
該控制器可經配置以比較該標記物與該邊界之間的距離與一參考距離，並轉移該位置調整資訊至該位置調整器。
從該控制器轉移的該位置資訊可包括該參考距離和該標記物與該邊界之間的距離的差值。
該位置調整器可經配置以經由該參考距離和該標記物與該邊界之間的距離的該差值而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
關於該距離的該資訊可包括於該標記物與位於自該標記物的一個方向上的邊界之間的一第一距離的資訊、以及於該標記物與位於自該標記物的另一個方向上的邊界之間的一第二距離的資訊，以及其中該控制器係經配置以比較該第一距離與該第二距離，並轉移該位置調整資訊至該位置調整器。
從該控制器轉移的該位置資訊可包括該第一距離與該第二距離之間的差值的一半。
該位置調整器可經配置以經由該第一距離與該第二距離之間的差值的一半而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
該基材之至少該部分可包含一第一標記物和一第二標記物分別形成在該基材上、以及一第一部分相鄰於該第一標記物和一第二部分相鄰於該第二標記物，其中該第一部分和該第二部分係位於一邊界，該邊界係位於該矽層之一其上經該雷射束照射器之雷射束所照射的區域與該矽層之一其上未經照射的區域之間。
該第二部分可相鄰於該第二標記物，且在與從該第一標記物至該第一部分之方向相同的方向上。
該設備可更包括一控制器，經配置以獲得經該照相 單元所獲得之該數據，並轉移位置調整資訊至該位置調整器，其中該資訊係關於該第一標記物與該第一部分之間的一第一距離、以及該第二標記物與該第二部分之間的一第二距離。
該控制器可經配置以經由使用亮度數據而獲得關於該第一距離和該第二距離的該資訊。
該控制器可經配置以比較該第一距離與該第二距離，並轉移該位置調整資訊至該位置調整器。
從該控制器轉移的該位置資訊可包括該第一標記物與該第二標記物之間的距離對該第一距離與該第二距離之間的距離的比值。
該位置調整器可經配置以根據該比值而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
該照相單元可包括一第一照相單元，經配置以獲得關於包括該第一標記物和該第一部分的區域的數據；以及一第二照相單元，經配置以獲得關於包括該第二標記物和該第二部分的區域的數據。
該雷射束可形成一沿著入射到該矽層時的方向延伸的入射區域。
該雷射束照射器可經配置以照射該雷射束到在該矽層上彼此分開的複數個區域上。
根據本發明之另一具體實施態樣，提供一種控制雷射束退火設備之方法，該方法包括照射一從一雷射束照射器發射 的雷射束到一位於經一基材支撐物所支撐的基材上的矽層上，該基材包括一標記物；獲得關於一區域的照相數據，該區域係包括該基材之該標記物以及一邊界，該邊界係位於該矽層之一其上經該雷射束照射的區域與該矽層之一未經照射的區域之間；以及基於所獲得之照相數據，調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
該調整可包括從該獲得之照相數據而得到關於該標記物與該邊界之間的距離的資訊、以及基於該資訊而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
根據本發明之再一具體實施態樣，提供一種控制雷射束退火設備之方法，該方法包括照射一從一雷射束照射器發射的雷射束到一位於經一基材支撐物所支撐的基材上的矽層上，該基材係包括分別形成的一第一標記物和一第二標記物；獲得關於一區域的照相數據，該區域係包括該第一標記物、該第二標記物、一第一部分相鄰於該第一標記物、以及一第二部分相鄰於該第二標記物，其中該第一部分和該第二部分係位於一邊界，該邊界係位於該矽層之一其上經該雷射束照射的區域與該矽層之一未經照射的區域之間；以及基於所獲得之照相數據，調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
該調整可包括從該獲得之照相數據而得到資訊，該資訊係關於該第一標記物與該第一部分之間的一第一距離以及該第二標記物與該第二部分之間的一第二距離、以及基於該資訊而 調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
10‧‧‧基材
20‧‧‧非晶矽層
22‧‧‧多晶矽層
100‧‧‧控制單元
110‧‧‧基材支撐單元
110a、110b‧‧‧貫穿孔
120‧‧‧雷射束照射單元
130‧‧‧照相單元
130i,132i‧‧‧圖像
131‧‧‧第一照相單元
132‧‧‧第二照相單元
140‧‧‧位置調整單元
B1‧‧‧第一邊界
B2‧‧‧第二邊界
d1‧‧‧第一(檢查)距離
d2‧‧‧第二距離
L‧‧‧距離
M‧‧‧標記物
M1‧‧‧第一標記物
M2‧‧‧第二標記物
P1‧‧‧第一部分
P2‧‧‧第二部分
W‧‧‧寬度
透過參考所附圖式以詳細說明其例示性具體實施態樣，本發明之上述及其他特徵及方面將更為明顯。
第1圖係一概念圖，示意性說明根據本發明之一具體實施態樣的雷射束退火設備及位於該雷射束退火設備上之基材；第2圖係第1圖中所示雷射束退火設備之一部分及位於其上的基材的頂視圖；第3圖係一概念圖，說明相對應於經由第1圖中所示雷射束退火設備之照相單元所獲得之數據的圖像。
第4圖係一概念圖，說明相對應於經由第1圖中所示雷射束退火設備之照相單元所獲得之數據的實際圖像；第5圖係一概念圖，示意性說明根據本發明之另一具體實施態樣的雷射束退火設備及位於該雷射束退火設備上之基材；第6圖係第5圖中所示雷射束退火設備之一部分及位於其上的基材的頂視圖；第7圖係第6圖中所示一部分之放大概念圖；第8圖係一概念圖，說明相對應於經由第5圖中所示雷射束退火設備之第一照相單元所獲得之數據的圖像；以及第9圖係一概念圖，說明相對應於經由第5圖中所示 雷射束退火設備之第二照相單元所獲得之數據的圖像。
以下將參考所附圖式更充分地描述本發明，其圖式係顯示本發明之例示性具體實施態樣。然而，本發明可以許多不同的形式來體現，且不應被解釋為限制於在此所述之具體實施態樣，相反地，這些具體實施態樣係提供以使得本揭露將更徹底和完整，且將對本領域中具通常知識者更充分地傳達本發明之概念。在圖式中，為了便於描述，層與區域的厚度係經誇大或縮小。
在下列具體實施態樣中，x軸、y軸、和z軸係被限制在一直角坐標系中的三個坐標軸，但可以理解為包括彼之更廣泛的含義。例如，該x軸、y軸、和z軸可以相互為正交的，但可能表示彼此不是正交的不同方向。
另一方面，將理解，當一元件如層、膜、區域、或板被稱為在另一元件「上」，其可以為直接在該另一元件上，或可存在介於其間的中介元件。
第1圖係一概念圖，示意性說明根據本發明之一具體實施態樣的雷射束退火設備及設置(或位於)該雷射束退火設備上之基材10。雷射束退火設備包括一基材支撐單元(或基材支撐物)110、一雷射束照射單元(或雷射束照射器或雷射束發射器)120、一照相單元(或攝影單元)130、以及一位置調整單元(或位置調整器)140。
基材支撐單元110可支撐基材10。在一具體實施態樣 中，基材10係設置有一非晶矽層形成於頂表面上(在+z方向)。非晶矽層可形成於基材10之整個頂表面上、或可經形成以覆蓋基材10除了一部分如邊緣之大部分的頂表面。
可以各種形式進行裝設基材10於基材支撐單元110上。例如，複數個銷針(未圖示)係經配置以延著z軸上升或下降，並透過穿透基材支撐單元110之複數個貫穿孔(未圖示)自基材支撐單元110的頂表面在z方向上突出。在一具體實施態樣中，基材10係經由搬運機器人裝設於複數個銷針上，然後下降該複數個銷針以使基材10能夠裝設於該基材支撐單元110並能夠被支撐。在複數個銷針下降之前，可再進行對準基材10與基材支撐單元110之過程。
雷射束照射單元120可照射(或發射)一雷射束到形成於經基材支撐單元110所支撐的基材上的矽層上。透過此，在基材10上之非晶矽層可經結晶成為結晶矽層。在此種情況下，雷射束照射單元120不會照射雷射束到基材10上的整個矽層，但僅會照射到一區域(例如，預設區域)，亦即，相對應於有薄膜電晶體位於其上之該部分的區域。
經由雷射束照射單元120所發射的雷射束可以是點光束或線光束。在點光束的情況中，呈點光束形式的雷射束係在一方向(例如一預設方向)上移動的同時照射(或發射)。在線光束的情況中，雷射束係簡單地照射。因此，經由雷射束照射單元120所照射的雷射束係形成一沿著入射到該矽層時的方向(例如預設方向)延伸的入射區域。
因此，為了照射雷射束到於基材10上之矽層的整個表面上，雷射束應掃描很長一段時間同時改變要照射的區域。然而，在本具體實施態樣中，在雷射束退火設備之情況中，雷射束不會照射到基材10上的整個矽層，但僅會照射到一區域(例如，一預設區域)，亦即，相對應於有薄膜電晶體位於其上之該部分的區域。亦即，雷射束照射單元120照射一雷射束到形成於經基材支撐單元110所支撐的基材上的矽層上彼此分開的複數個區域上。因此，當經由使用根據本發明具體實施態樣之雷射束退火設備來結晶非晶矽層時，可能創新地降低花費的時間量以結晶該非晶矽層。
照相單元130可獲得關於基材10之至少一部分的數據，一矽層係形成於基材10上且基材10係經由基材支撐單元110所支撐。對此，照相單元130可包括一照相裝置例如電荷耦合裝置(CCD)及/或互補性金屬氧化物半導體(CMOS)成像裝置。照相單元130可位於不同的位置，例如，如圖式中所示，在基材支撐單元110下方(在-z方向)。在此種情況中，為使照相單元130能夠獲得關於基材10之至少一部分的數據，一矽層係形成於基材10上且基材10係經由基材支撐單元110所支撐，可在該基材支撐單元110中形成一貫穿孔110a，供照相單元130所用。
位置調整單元140基於照相單元130所得之數據，可調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。在圖式中，位置調整單元140係顯示能夠調整雷射束照射單元120的位置。
如上述，在本具體實施態樣中，在雷射束退火設備 的情況中，雷射束不會照射到基材10上的整個矽層，但僅會照射到一區域(例如，一預設區域)，亦即，相對應於有薄膜電晶體位於其上之該部分的區域。因此，於基材支撐單元110與雷射束照射單元120之間的位置關係可被維持為一位置關係(例如，一預設位置關係)。然而，當連續地使用雷射束退火設備時，於基材支撐單元110與雷射束照射單元120之間的位置關係可能變得與該位置關係(例如，該預設位置關係)不同(或可能偏離)。在此種情況中，可能會發生缺陷(或錯誤)，其中在雷射束要照射到基材10上之矽層的區域時，係不同於該預設區域。
然而，在雷射束退火設備的情況中，基於照相單元130所得之數據，位置調整單元140可調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置，從而有效地降低(或防止)缺陷的連續發生。
第2圖係說明雷射束退火設備之一部分及設置(或位於)其上的基材的頂視圖。在第2圖中，雷射束係照射到設置(或位於)基材支撐單元110上之基材10上之非晶矽層的區域(例如，預設區域)上，經照射的區域係經結晶變成多晶矽層22，而未經照射的區域仍維持為非晶矽層20。
如上述，照射雷射束到位於基材10上之非晶矽層的區域(例如，預設區域)上，經照射的區域變成多晶矽層22，然後照相單元130獲得數據。該部分，其係經由照相單元130所獲得之數據的標的，可包含一邊界，位於該矽層之一其上經雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域與該矽層之一未經照射的區域 之間、以及一標記物M可形成於經基材支撐單元110所支撐之基材10上。在此種情況中，位於該矽層之一其上經該雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域與該矽層之一未經照射的區域之間的邊界，可被理解為表示多晶矽層22與非晶矽層20之間的邊界。
如上述，基於照相單元130所得之數據，位置調整單元140可調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。對此，也可使用一控制單元(或控制器)100。在此種情況中，控制單元100可獲得關於矽層之一其上經雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域與矽層之一未經照射的區域之間的邊界的距離的資訊，並可轉移位置調整資訊至位置調整單元140。下文，將更詳細描述此特徵。
第3圖係一概念圖，示意性說明相對應於經由第1圖中所示雷射束退火設備之照相單元130所獲得之數據的圖像130i，第4圖係說明經由第1圖中所示雷射束退火設備之照相單元130所獲得之實際圖像的視圖。
當照相單元130獲得相對應於第3圖中所示圖像130i的數據時，控制單元100係分析該數據並轉移位置調整資訊至位置調整單元140。更詳細地，控制單元100獲得距離資訊，包括位於一方向(例如+y方向)上的第一邊界B1與標記物M之間的一第一距離d1的資訊、以及位於另一方向(例如-y方向)上的第二邊界B2與標記物M之間的一第二距離d2的資訊，以標記物M為中心。
對於獲得第一距離d1之資訊和第二距離d2之資訊、應確定標記物M之位置、第一邊界B1之位置、以及第二邊界B2之 位置，其可基於照相單元130所獲得之數據而確定。對此，可由經照相單元130所獲得之該數據使用亮度數據。
如第4圖中所示圖像示出，當雷射束係經照射至基材10上之非晶矽層的區域(例如，預設區域)且僅一對應部分係經形成為多晶矽時，則多晶矽層22之光透射率係高於非晶矽層20之光透射率，且另外，非晶矽層20與多晶矽層22之間的第一邊界B1和第二邊界B2之光透射率係最高的。亦即，根據照相單元130所獲得之數據，多晶矽層22之亮度係高於非晶矽層20之亮度，且另外，非晶矽層20與多晶矽層22之間的第一邊界B1和第二邊界B2之亮度係最高的。因此，標記物M之位置、第一邊界B1之位置、以及第二邊界B2之位置可使用此亮度的差值來確定。
如上述，控制單元100係確定標記物M之位置、第一邊界B1之位置、以及第二邊界B2之位置，並獲得距離資訊，包括於第一邊界B1與標記物M之間的第一距離d1的資訊、以及於第二邊界B2與標記物M之間的第二距離d2的資訊。第一邊界B1可位於自該標記物M的一個方向(例如自標記物M的+y方向)上，且第二邊界B2可位於自標記物M的另一個方向(例如自標記物M的-y方向)上。之後，控制單元100比較該第一距離d1與該第二距離d2，並轉移該位置調整資訊至位置調整單元140。在此種情況中，經轉移的位置資訊包括第一距離d1與第二距離d2之間的差值的一半的資訊。
位置調整單元140係經由第一距離d1與第二距離d2之間的差值的一半而調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120 之至少一者的位置。在圖式中，其顯示位置調整單元140可控制雷射束照射單元120的位置。在此種情況中，如第3圖所示，當標記物M係更相鄰於(或更接近於)第一邊界B1(相較於第二邊界B2)時，雷射束照射單元120的位置係以第一距離d1與第二距離d2之間的差值的一半而在-y方向上移動，從而在掃描雷射束到以下插置的基材上的矽層上時，照射雷射束到一定義位置(或一正確位置)。
當雷射束照射單元120的位置係經由控制單元100確認在第一距離d1與第二距離d2之間存在偏差而必須調整時，雷射束照射單元120的位置可能並不總是以第一距離d1與第二距離d2之間的差值的一半而移動。例如，當雷射束照射單元120係移動一距離如1.0公分時，雷射束到達(或發射)至基材10的位置可能移動一距離如2.0公分。在此種情況中，雷射束照射單元120的位置可經由第一距離d1與第二距離d2之間的差值的四分之一(而不是其一半)而調整。這可能是由於一額外的光學系統係存在雷射束照射單元120與基材支撐單元110之間，或由於在雷射束照射單元120內部的光學系統。
另一方面，根據本發明之另一具體實施態樣的雷射束退火設備中，在控制單元100中產生位置資訊的方法可與上文描述的不同。
在根據本發明具體實施態樣之雷射束退火設備的情況中，控制單元100可僅檢查標記物M與一邊界之間的第一距離d1，該邊界，例如，係位於其上經雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域(例如，多晶矽層22)與矽層上未經照射的區域(例 如，非晶矽層20)之間的第一邊界B1。亦即，未檢查第二邊界B2與標記物M之間的第二距離d2。之後，控制單元100比較第一距離d1與第二距離d2，並轉移該位置調整資訊至位置調整單元140。
在雷射束係從根據本發明具體實施態樣之雷射束退火設備的雷射束照射單元120發射及雷射束係入射至基材10上的矽層上時，則控制單元100可考慮到該矽層於其上經雷射束所照射的區域的寬度W，其可為一預設寬度。因此，經由比較關於寬度W的參考距離(例如，預設參考距離)，其係固定的，與第一距離d1，其係經由控制單元100首先檢查的，可決定是否基材支撐單元110與雷射束照射單元120係經適當對齊。
例如，預設參考距離可以是寬度W的一半。在此種情況中，當第一距離d1係與預設參考距離(如寬度W的一半)相同時，可以確定基材支撐單元110與雷射束照射單元120係經適當對齊。
當第一距離d1係與預設參考距離(例如，寬度W的一半)不同時，可以確定基材支撐單元110與雷射束照射單元120係未經適當對齊。然後，控制單元100轉移位置資訊至位置調整單元140，以使位置調整單元140調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。在此種情況中，從控制單元100轉移的位置資訊可為關於預設參考距離(例如，寬度W的一半)和第一距離d1之間的差值的資訊，第一距離d1係第一邊界B1(其係位於矽層之其上經雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域，例如多晶矽層22，與其上未經照射的區域，例如非晶矽層20 之間)與標記物M之間的距離。
接收位置資訊的位置調整單元140可經由預設參考距離(例如，寬度W的一半)與第一距離d1(其係位於第一邊界B1與標記物M之間，第一邊界B1係位於矽層之其上經雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域，亦即，多晶矽層22，與該矽層之其上未經照射的區域，亦即，非晶矽層20，之間)之間的差值而調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。
在圖式中，其顯示位置調整單元140可控制雷射束照射單元120的位置。然而，如第3圖所示，當標記物M係更相鄰於第一邊界B1(相較於第二邊界B2)時，雷射束照射單元120的位置係以等於第一距離d1與預設參考距離(例如寬度W的一半)之間的差值的距離而在-y方向上移動，從而在掃描雷射束到以下插置的基材上的矽層上時，掃描雷射束到一定義位置(或一正確位置)。
當雷射束照射單元120的位置在經由控制單元100確認之第一距離d1與預設參考距離(例如，寬度W的一半)之間的差值存在而可調整時，雷射束照射單元120的位置可能並不總是以第一距離d1與該預設參考距離(例如，寬度W的一半)之間的差值而移動。例如，當雷射束照射單元120係移動一距離如1.0公分時，在雷射束發射到基材10上的位置可能移動一距離如2.0公分。在此種情況中，雷射束照射單元120的位置可經由第一距離d1與該預設參考距離(例如，寬度W的一半)之間的差值的一半(而不是整個差值)而調整。這可能是由於一額外的光學系統係存在雷射束照射單元120與基材支撐單元110之間，或由於存在雷射束照 射單元120內部的光學系統。
第5圖係一概念圖，示意性說明根據本發明之另一具體實施態樣的雷射束退火設備及設置於(或位於)該雷射束退火設備上之基材10。第6圖係說明第5圖中所示雷射束退火設備之一部分及設置於(或位於)其上的基材10的頂視圖。第7圖係第6圖中所示該部分之放大概念圖。第8圖係一概念圖，說明相對應於經由第5圖中所示雷射束退火設備之第一照相單元131所獲得之數據的圖像130i。第9圖係一概念圖，說明相對應於經由第5圖中所示雷射束退火設備之第二照相單元132所獲得之數據的圖像132i。
雷射束退火設備的照相部分包括一第一照相單元(或第一攝影單元)131以及一第二照相單元(或第二攝影單元)132。在此種情況中，第一標記物M1和第二標記物M2係分別地形成在經由基材支撐單元110所支撐的基材10上。
照相部分可獲得關於基材10之至少一部分的數據，基材10係經基材支撐單元110支撐，一矽層形成於該基材上。在此種情況及根據一具體實施態樣中，基材10之該部分係包括第一標記物M1與第二標記物M2分別形成於基材10上、一第一部分P1相鄰於第一標記物M1、以及一第二部分P2相鄰於第二標記物M2，位於一邊界，係位於矽層之一其上經雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域，即多晶矽層22，與矽層之一其上未經照射的區域，即非晶矽層20，之間。在此種情況中，第二部分P2可為相鄰於第二標記物M2之一部分，在與從第一標記物M1至第一部分P1之方向相同的方向上，例如，在+y方向上。亦即，第一部分P1可能是最相 鄰於(或接近)第一標記物M1的中心，在+y方向上於位於多晶矽層22與非晶矽層20之間的邊界，且第二部分P2可能是最相鄰於(或接近)第二標記物M2的中心，在+y方向上於位於多晶矽層22與非晶矽層20之間的邊界。
第一照相單元131係透過基材支撐單元110之貫穿孔110a獲得關於一區域的數據，該區域包括第一標記物M1與第一部分P1相鄰於第一標記物M1，於一邊界係位於多晶矽層22與非晶矽層20之間。第二照相單元132係透過基材支撐單元110之貫穿孔110b獲得關於一區域的數據，該區域包括第二標記物M2與第二部分P2相鄰於第二標記物M2，於一邊界係位於多晶矽層22與非晶矽層20之間。
控制單元100係可分別經由第一照相單元131和第二照相單元132所獲得之數據獲得資訊，該資訊係關於第一標記物M1與第一部分P1之間的一第一距離d1、以及第二標記物M2與第二部分P2之間的一第二距離d2，並可再轉移位置調整資訊至位置調整單元140。如上述，可經由亮度數據而獲得關於第一距離d1和第二距離d2的資訊。
從控制單元100要調整和轉移的位置調整資訊可為比較第一距離d1與第二距離d2的結果。更詳細地，控制單元100可轉移關於第一標記物M1與第二標記物M2之間的一距離L，其可為一預設距離，對第一距離d1與第二距離d2之間的距離的比值的資訊。例如，控制單元100可轉移關於(d1-d2)/L的資訊作為位置調整資訊至位置調整單元140，且另外地，控制單元100可轉移反 正切(arctan)[(d1-d2)/L]的資訊作為位置調整資訊至位置調整單元140。
據此，位置調整單元140可根據於第一標記物M1與第二標記物M2之間的距離L對第一距離d1與第二距離d2之間的距離的比值而調整基材支撐單元110和雷射束照射單元120之一個或多個的位置。
當第一距離d1與第二距離d2之間有差值時，其係指基材支撐單元110與雷射束照射單元120的相對位置係彼此偏離，且更詳細地，其一者相對於另一者相對地旋轉(或在一旋轉方向上已相對地位移)。因此，關於如上述之旋轉角度的資訊係從控制單元100轉移至位置調整單元140，以該方式，位置調整單元140係在該旋轉角度的相反方向上調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置，從而精確地對準基材支撐單元110與雷射束照射單元120。在此種情況中，旋轉角度可被理解為反正切[(d1-d2)/L]。
透過上述的方法及根據一具體實施態樣，雷射束係精確地照射在非晶矽層上的位置(或預設位置)處，該非晶矽層係於一基材上插置到以下雷射束退火設備中，從而在一精確位置(如預設精確位置)處形成一多晶矽層。
另一方面，雖然已經描述雷射束退火設備，本發明之具體實施態樣並不限於此。例如，控制該雷射束退火設備的其他方法也可在本發明之範圍內。
根據控制雷射束退火設備的方法，根據本發明之一具體實施態樣，照射一從雷射束照射單元120發射的雷射束到一經基材支撐單元110所支撐的基材10上。基材10包括標記物M和形成於其上的多晶矽層，如第2圖所示。之後，獲得關於一區域的照相數據，該區域係包括標記物M以及第一邊界B1和第二邊界B2，其係位於基材10上矽層之其上經該雷射束照射的區域(即多晶矽層22)與未經照射的區域(即非晶矽層20)之間。之後，基於所獲得之照相數據，可調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。
透過此，雷射束係僅照射到一區域(例如，預設區域)，而不會照射到基材10上矽層的整個表面，從而不僅迅速地在所欲的區域中形成多晶矽層，也在基材上正確位置處形成多晶矽層，隨後，立即調整於其上所欲形成多晶矽層的區域與其中該多晶矽層實際形成的區域之間發生的錯誤。
調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置可經由獲得關於距離的資訊而達成，該距離係位於標記物M以及第一邊界B1和第二邊界B2之間，該邊界係位多晶矽層22(亦即，該矽層之其上經雷射束照射單元120照射雷射束的區域)與非晶矽層20(亦即，未經照射的區域)之間，並基於該資訊調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。
當照相單元130獲得相對應於如第3圖中所示圖像130i的數據時，關於位於第一邊界B1和第二邊界B2與標記物M之間的距離的資訊可為距離資訊，包括標記物M與位於從標記物M之 一方向(例如從標記物M之+y方向)上的第一邊界B1之間的第一距離d1的資訊、以及標記物M與位於從標記物M之另一方向(例如從標記物M之-y方向)上的第二邊界B2之間的第二距離d2的資訊。獲得資訊的方法係與上文描述相同。該距離資訊，例如，可為第一距離d1與第二距離d2之間的差值的一半。
基於該資訊的基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的調整位置，係可為經由第一距離d1與第二距離d2之間的差值的一半的基材支撐單元110或該雷射束照射單元120之至少一者的調整位置。例如，欲調整雷射束照射單元120的位置，如第3圖所示，當標記物M係更相鄰於第一邊界B1(相較於第二邊界B2)時，雷射束照射單元120的位置係以第一距離d1與第二距離d2之間的差值的一半而在-y方向上移動，從而在掃描雷射束到後來插置的基材上的矽層上時，照射雷射束到一定義位置(或正確位置)。
當雷射束照射單元120的位置可經調整且若經控制單元100所確認在第一距離d1與第二距離d2之間存有偏差(或差值)時，雷射束照射單元120的位置可能不會以第一距離d1與第二距離d2之間的差值的一半而移動。例如，當雷射束照射單元120係移動一距離如1.0公分時，所發射雷射束到基材10上的位置可能移動一距離如2.0公分。在此種情況中，雷射束照射單元120的位置可經由第一距離d1與第二距離d2之間的差值的四分之一(而不是其一半)而調整。這可能是由於一額外的光學系統係存在雷射束照射單元120與基材支撐單元110之間，或由於雷射束照射單元120內 部的光學系統。
另一方面，根據本發明之另一具體實施態樣之控制雷射束退火設備的方法，欲使用的距離資訊可能與上文描述不同。
例如，從照相數據，它可能僅檢查標記物M與一邊界之間的第一距離d1，例如，位於其上經雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域(亦即，多晶矽層22)與矽層上未經照射的區域(亦即，非晶矽層20)之間的第一邊界B1。亦即，未檢查第二邊界B2與標記物M之間的第二距離d2。之後，經由分析確定的第一距離d1而可進行位置的調整。
在一具體實施態樣中，當雷射束係從雷射束照射單元120所發射並入射至基材10上之矽層時，該矽層之其上經雷射束所照射的區域的寬度W，係一預設寬度。因此，在一具體實施態樣中，經由比較關於該寬度W(係一致的)之參考距離(例如，一預設參考距離)與經檢查的第一距離d1，其可能檢查是否基材支撐單元110與雷射束照射單元120為適當對齊。
例如，預設參考距離可以是寬度W的一半。在此種情況中，當經確定的距離d1係與預設參考距離(例如，寬度W的一半)相同時，其可以確定基材支撐單元110與雷射束照射單元120係經適當對齊。
在一具體實施態樣中，當經確定的距離d1係與預設參考距離(如寬度W的一半)不同時，其可以確定基材支撐單元110與雷射束照射單元120係未經適當對齊。然後，可進行基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置的調整。在此 種情況中，可用的位置資訊可為關於第一距離d1(位於標記物M與第一邊界B1之間，第一邊界B1係位於該矽層之其上經該雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域，亦即多晶矽層22，與該矽層之未經照射的區域，亦即非晶矽層20，之間)與預設參考距離(例如，寬度W的一半)之間的差值的資訊。
在位置的調整中，經由第一距離d1(位於標記物M與第一邊界B1之間，該第一邊界B1位於該矽層之其上經雷射束照射單元120之雷射束所照射的區域，亦即多晶矽層22，與該矽層之未經照射的區域，亦即非晶矽層20，之間)與預設參考距離(例如，寬度W的一半)之間的差值，其可能調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。
如第3圖所示及根據一具體實施態樣，當標記物M係更相鄰於第一邊界B1(相較於第二邊界B2)時，雷射束照射單元120的位置係以第一距離d1與預設參考距離d2(例如，寬度W的一半)之間的差值而在-y方向上移動，從而在掃描雷射束到以下插置的基材上的矽層上時，掃描雷射束到一定義位置(或一正確位置)上。
在一具體實施態樣中，當經控制單元100所確認在第一距離d1與參考距離(如預設參考距離)，例如寬度W的一半，之間存有偏差而應調整雷射束照射單元120的位置時，該雷射束照射單元120的位置可能不會以第一距離d1與該預設參考距離(例如寬度的一半)之間的差值而移動。例如，當雷射束照射單元120係移 動一距離如1.0公分時，所發射雷射束到基材10上的位置可能移動一距離如2.0公分。在此種情況中，雷射束照射單元120的位置可經由第一距離d1與預設參考距離(例如，寬度W的一半)之間的差值的一半，而非整個差值，來調整。這可能是由於一額外的光學系統係存在雷射束照射單元120與基材支撐單元110之間，或由於在雷射束照射單元120內部的光學系統。
根據控制雷射束退火設備的方法，根據本發明之另一具體實施態樣，從雷射束照射單元120所發射的雷射束係照射到經基材支撐單元10所支撐之基材10上的矽層上，且基材10包括分別形成的第一標記物M1和第二標記物M2以及形成其上的矽層，如第5和6圖所示。
之後，獲得關於一區域的照相數據，該區域係包括第一部分P1相鄰於第一標記物M1和第二部分P2相鄰於第二標記物M2，其中第一部分P1和第二部分P2係位於第一邊界B1(該邊界B1係位於多晶矽層22，即矽層之其上經雷射束所照射的區域，與非晶矽層20，其係未經照射的區域，之間)、第一標記物M1、以及第二標記物M2。所獲得之數據可為(1)關於包括第一標記物M1和第一部分P1的區域的照相數據、以及(2)關於包括第二標記物M2和第二部分P2的區域的照相數據。
在此種情況中，第二部分P2可為相鄰於第二標記物M2之部分，在與從該第一標記物M1至該第一部分P1之方向相同的方向上，例如，在+y方向上。亦即，第一部分P1可能是最相鄰於 第一標記物M1的中心，在+y方向上於位於多晶矽層22與非晶矽層20之間的邊界，且第二部分P2可能是最鄰近第二標記物M2的中心，在+y方向上於位於多晶矽層22與非晶矽層20之間的邊界。
之後，基於所獲得的照相數據，可調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。透過此及根據一具體實施態樣，其可能降低由基材支撐單元110及雷射束照射單元120之間非預期的旋轉所致的缺陷的發生率。
調整可發生在從獲得之照相數據而得到資訊，該資訊係關於第一標記物M1與第一部分P1之間的第一距離d1以及第二標記物M2與第二部分P2之間的第二距離d2，以及基於該資訊而調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置。
用於調整的資訊可為比較第一距離d1與第二距離d2的結果。例如，該資訊可為關於第一標記物M1與第二標記物M2之間的一距離L，其可為一預設距離，對第一距離d1與第二距離d2之間的差值的比值的資訊。例如，該資訊可為關於(d1-d2)/L的資訊，或另外為，反正切[(d1-d2)/L]的資訊。
據此，當調整基材支撐單元110和雷射束照射單元120之一個或多個的位置時，可根據於第一標記物M1與第二標記物M2之間的距離L對第一距離d1與第二距離d2之間的距離的比值而調整位置。
當第一距離d1與第二距離d2之間有差值時，其可理解為基材支撐單元110與雷射束照射單元120的相對位置係彼此偏 離(或差異)，且例如，其一者係相對於另一者相對地旋轉(或在一旋轉方向上已相對地位移)。因此，根據一具體實施態樣，關於如上述之旋轉角度的資訊係在該旋轉角度的相反方向上用以調整基材支撐單元110或雷射束照射單元120之至少一者的位置，從而精確地對準基材支撐單元110與雷射束照射單元120。在此種情況中，旋轉角度可被理解為反正切[(d1-d2)/L]。
透過上述的方法及根據一具體實施態樣，雷射束係精確地照射到插置到雷射束退火設備中之基材上之非晶矽層上的位置(或預設位置)，從而在一精確位置(如預設精確位置)處形成一多晶矽層。
儘管本發明已具體地顯示並參考其例示性具體實施態樣來描述，本領域中具有通常知識者能了解，所述的具體實施態樣可以各種不同方式與細節上修改，但皆不悖離本發明之精神或範圍，如下列申請專利範圍及其等同語所定義。

Claims (22)

  1. 一種雷射束退火設備，包含：一基材支撐物，經配置以支撐一基材，一矽層形成於該基材上；一雷射束照射器，經配置以照射一雷射束到該矽層上；一照相單元，經配置以獲得關於該基材之至少一部分的數據，其中該基材之至少該部分係包含：一邊界，位於該矽層之一其上經該雷射束照射器之雷射束所照射的區域與該矽層之一未經照射的區域之間；以及一標記物，位於該基材上；一位置調整器，經配置以基於該照相單元所獲得之該數據，調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置；以及一控制器，經配置以獲得該照相單元所獲得之該數據，並轉移位置調整資訊至該位置調整器，其中該資訊係關於該標記物與該邊界之間的距離。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該控制器係經配置以經由使用亮度數據而獲得關於該標記物與該邊界之間的距離的資訊。
  3. 如請求項1所述之設備，其中該控制器係經配置以比較該標記物與該邊界之間的距離與一參考距離，並轉移該位置調整資訊至該位置調整器。
  4. 如請求項3所述之設備，其中從該控制器轉移的該位置資訊係包含該參考距離和該標記物與該邊界之間的距離的差值。
  5. 如請求項3所述之設備，其中該位置調整器係經配置以經由該參考距離和該標記物與該邊界之間的距離的該差值而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
  6. 如請求項1所述之設備，其中關於該距離的該資訊係包含於該標記物與位於自該標記物的一個方向上的邊界之間的一第一距離的資訊、以及於該標記物與位於自該標記物的另一個方向上的邊界之間的一第二距離的資訊，以及其中該控制器係經配置以比較該第一距離與該第二距離，並轉移該位置調整資訊至該位置調整器。
  7. 如請求項6所述之設備，其中從該控制器轉移的該位置資訊係包含該第一距離與該第二距離之間的差值的一半。
  8. 如請求項6所述之設備，其中該位置調整器係經配置以經由該第一距離與該第二距離之間的差值的一半而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
  9. 如請求項1所述之設備，其中該基材之至少該部分係包含一第一標記物和一第二標記物分別形成在該基材上、以及一第一部分相鄰於該第一標記物和一第二部分相鄰於該第二標記物，其中該第一部分和該第二部分係位於一邊界，該邊界係位於該矽層之一其上經該雷射束照射器之雷射束所照射的區域與該矽層之一其上未經照射的區域之間。
  10. 如請求項9所述之設備，其中該第二部分係相鄰於該第二標記物，且在與從該第一標記物至該第一部分之方向相同的方向 上。
  11. 如請求項10所述之設備，其更包含一控制器，係經配置以獲得經該照相單元所獲得之該數據，並轉移位置調整資訊至該位置調整器，其中該資訊係關於該第一標記物與該第一部分之間的一第一距離、以及該第二標記物與該第二部分之間的一第二距離。
  12. 如請求項11所述之設備，其中該控制器係經配置以經由使用亮度數據而獲得關於該第一距離和該第二距離的該資訊。
  13. 如請求項11所述之設備，其中該控制器係經配置以比較該第一距離與該第二距離，並轉移該位置調整資訊至該位置調整器。
  14. 如請求項13所述之設備，其中從該控制器轉移的該位置資訊係包含該第一標記物與該第二標記物之間的距離對該第一距離與該第二距離之間的距離的比值。
  15. 如請求項14所述之設備，其中該位置調整器係經配置以根據該比值而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
  16. 如請求項10所述之設備，其中該照相單元包含：一第一照相單元，係經配置以獲得關於包含該第一標記物和該第一部分的區域的數據；以及一第二照相單元，係經配置以獲得關於包含該第二標記物和該第二部分的區域的數據。
  17. 如請求項1所述之設備，其中該雷射束係形成一沿著入射到該 矽層時的方向延伸的入射區域。
  18. 如請求項1所述之設備，其中該雷射束照射器係經配置以照射該雷射束到在該矽層上彼此分開的複數個區域上。
  19. 一種控制雷射束退火設備之方法，該方法包含：照射一從一雷射束照射器發射的雷射束到一位於經一基材支撐物所支撐的基材上的矽層上，該基材包含一標記物；獲得關於一區域的照相數據，該區域係同時包含該基材之該標記物以及一邊界，該邊界係位於該矽層之一其上經該雷射束照射的區域與該矽層之一未經照射的區域之間；以及基於所獲得之照相數據，調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
  20. 如請求項19所述之方法，其中該調整係包含從該獲得之照相數據而得到關於該標記物與該邊界之間的距離的資訊；以及基於該資訊而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
  21. 一種控制雷射束退火設備之方法，該方法包含：照射一從一雷射束照射器發射的雷射束到一位於經一基材支撐物所支撐的基材上的矽層上，該基材係包含分別形成的一第一標記物和一第二標記物；獲得關於一區域的照相數據，該區域係包含該第一標記物、該第二標記物、一第一部分相鄰於該第一標記物、以及一第二部分相鄰於該第二標記物，其中該第一部分和該第二部分係位 於一邊界，該邊界係位於該矽層之一其上經該雷射束照射的區域與該矽層之一未經照射的區域之間；以及基於所獲得之照相數據，調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
  22. 如請求項21所述之方法，其中該調整係包含從該獲得之照相數據而得到資訊，該資訊係關於該第一標記物與該第一部分之間的一第一距離以及該第二標記物與該第二部分之間的一第二距離；以及基於該資訊而調整該基材支撐物或該雷射束照射器之至少一者的位置。
TW102130771A 2013-03-18 2013-08-28 雷射束退火設備及控制該設備之方法 TWI643693B (zh)

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